Merjenje tokov z uporabo sistemov DAQ napetosti

Tok je pogosto neposredno merit s pomočjo naprave za zajem podatkov (DAQ).

    Naprave DAQ, ki merijo napetost, so na drugi strani pogosto lažje dostopne uporabnikom.Ta metoda zahteva pretvorbo toka v napetost, da jo lahko naprava DAQ za merjenje napetosti prebere.

To je mogoče doseči z električnim shuntom, toda potrebujemo sistem z visokim vhodnim upori. Za določitev optimalnega shunta je tudi potrebno izračunati z uporabo uveljavljenih formul.

Vhodni upor

Električni upor je merilo odpornosti vezja na tok, če je vezju priključena napetost.

Vhodni upor omrežja viru, ki vključuje oba

• Statično & 

• Dinamično odpor.

Električni odpor se pogosteje prepoznava kot reaktivnost, ne kot statični odpor.

Omrežje optage je komponenta električnega omrežja, ki uporablja elektriko, medtem ko je prenosno omrežje del, ki prenaša energijo. Izlazni upor omrežja vira in vhodni upor omrežja optage nadzorujejo, kako se energija prenaša iz vira v omrežje optage.

Upor se pogosto uporablja za ocenjevanje električne učinkovitosti omrežja, ki je navadno razmerje med izkoristljivim izhodom moči in običajno zahteva segmentiranje omrežja ter določanje vhodnega in izhodnega upora med segmenti.

Učinkovitost je definirana kot razmerje med vhodnim uporom in skupnim uporom, torej vsoto vhodnega in izhodnega upora.

Za AC vezja reaktivni del upora pogosto povzroča velike izgube moči. Zaradi teh izgub tok v vezju lahko ni v fazi z napetostjo.

Ker je moč kombinacija napetosti in toka, je moč, prenesena skozi vezje, manjša, kot bi bila, če bi bila napetost v fazi.

DC vezja nimajo reaktivnosti in zato niso ogrožena s tem.

Sistemi za zajem podatkov

DAQ se nanaša na metodo vzorčenja električnih signalov, ki se pogosto uporabljajo za merjenje fizikalnih stanj.

• Senzorji,

• Spremenilna oprema za signale in

• Analogno-digitarna pretvorba fizikalnih lastnosti v analogni signal

so med tremi komponentami.

Spremenilna oprema za signale pretvarja signale v digitalne vrednosti, ki jih je mogoče pretvoriti. Digitalne vrednosti so nato pretvorjene preko analognega-digitnega pretvornika. Samostojne sistemi DAQ se najpogosteje imenujejo dnevniški zapisi.

Dnevniški zapisi z nizkim vhodnim uporom običajno imajo vhodni upor okoli 22kΩ. Z visokim vhodnim uporom mora biti njegov vhodni upor vsaj 100 M, enota strošek.

Ta vrsta dnevniškega zapisa ima tudi analogni-digitni (postopno aproksimativni) pretvornik. Prav tako bi moral vključevati osem kanalov z enokončnimi vhodi z neodvisnimi A/D na napetostnih vhodih 1V, 2V, 5V in 10V.

Električni shunt

Električni shunt je instrument, ki uporablja pot z nizkim uporom, da nosi elektriko okoli točke vezja.

Ammetromer lahko določi tok, ki je prevelik, da bi ga lahko točno izmeril neposredno, z uporabo enega od mnogih možnih ammetromernih shuntov.

Ta vrsta natančno znanih uporov je glede na tok vezja optage relativno minimalna. Da bi pretekla skozi njega, je shunt priključen serije s tem.

Padec napetosti (VD) preko shunta je potem mogoče izmeriti z priključitvijo voltmetra na katero koli stran shunta. Upor shunta in ta padec napetosti je potem mogoče izračunati.

Padec napetosti pri maksimalnem toku shunta, ki mora biti degradiran po predvidenem obdobju delovanja naprave, je vrednost, ki loči shunt in je običajno 50 mV, 75 mV ali 100 mV.

Shunti pogosto imajo degradacijo za minute zvezne uporabe. Upor shunta se lahko razlikuje od specifikacij in od temperature ter termalnega drifta. Ob 80 °C (176 °F) shunti pogosto začnejo doživljati termalni drift in trpijo nepopravljive škode.

Izračuni

Standardna formula za določanje toka v vezju je

I = V/R

Kjer,

V – Napetost (V)

I – Tok (Ampere) in

R – Upor (Ω)

V shuntu je upor enak nominalnemu uporu naprave, napetost pa je enaka razliki napetosti med vhodnima terminaloma Vin+ in Vin- voltmetra.